必须使用具有可扩展测量范围的高精度压力传感器，因为电池气体的产生量会因电池容量和失效模式而产生巨大差异。为了获得有效数据，传感器的量程必须与电池尺寸精确匹配——例如，小型 3 Ah 电池使用 0–2 bar 量程，而大型 230 Ah 电池则使用 0–7 bar 量程——以防止数据饱和同时保持测量灵敏度。
核心见解：准确的气体分析需要灵敏度和耐用性之间的精妙平衡。您必须选择一个足够窄的传感器量程，以便以高分辨率检测微量的气体，同时又要足够宽，能够捕捉热失控过程中发生的极端、高速的压力峰值。
量程匹配的关键性
适应不同的电池容量
电池测试没有“一刀切”的解决方案。产生的气体量直接与被测电池的容量有关。
小型电池，例如3 Ah 单元，产生的压力相对较低，需要灵敏的传感器（例如0–2 bar）来检测有意义的变化。相反，大型230 Ah 电池会产生巨大的压力，需要坚固的传感器（例如0–7 bar）来涵盖整个事件，而不会损坏或“削顶”数据。
为低容量保留分辨率
数据的保真度取决于是否使用了合适的量程。如果您在低容量电池上使用高量程传感器，您将牺牲分辨率。
通过将量程与特定电池相匹配，您可以确保传感器在低气体量下保留高分辨率。这使得在灾难性故障发生之前能够精确跟踪早期气体产生情况。
捕捉热失控动力学
热失像是混乱、高速的事件，其特点是剧烈的压力波动。
需要具有高速采样能力的高精度传感器来捕捉这些快速变化。这种速度提供了准确计算失效事件期间产气速率和总释放量所需的精细数据。
理解权衡
不当缩放的风险
选择错误的传感器量程会带来严重的数据完整性风险。
传感器量程过小（对大型电池使用低量程）会导致数据“超量程”，峰值压力被截断，无法得知真实的最高压力。
传感器量程过大（对小型电池使用高量程）会掩盖早期气体产生的精细细节，因为信噪比变得太差，无法检测到细微的压力增加。
优化您的测试设置
为确保产气数据的可靠性，您必须根据具体的测试对象定制您的仪器。
- 如果您的主要重点是测试小容量电池（例如，约 3 Ah）：优先选择低量程传感器（0–2 bar）以最大化分辨率并捕捉细微的初始气体释放。
- 如果您的主要重点是测试大容量电池（例如，约 230 Ah）：优先选择高量程传感器（0–7 bar）以确保传感器能够承受并记录热失控产生的巨大压力峰值。
电池测试的精度不仅在于传感器的质量，还在于其应用的适宜性。
总结表：
| 电池容量 | 推荐传感器量程 | 主要测试重点 |
|---|---|---|
| 小型（例如，3 Ah） | 0–2 bar | 高分辨率、早期气体检测、低体积灵敏度 |
| 大型（例如，230 Ah） | 0–7 bar | 高压峰值、热失控抑制、峰值体积 |
| 中等 | 根据容量缩放 | 平衡信噪比与数据饱和限制 |
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参考文献
- Gemma E. Howard, P.A. Reeve. Comprehensive Study of the Gas Volume and Composition Produced by Different 3–230 Ah Lithium Iron Phosphate (LFP) Cells Failed Using External Heat, Overcharge and Nail Penetration Under Air and Inert Atmospheres. DOI: 10.3390/batteries11070267
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
